Paradoja: el escarabajo de pino podría salvar los bosques. El escarabajo del pino de montaña (Dendroctonus ponderosae)es una de las principales causas de mortalidad de los árboles de América del Norte. Por ejemplo, el insecto ha matado miles de kilómetros cuadrados de bosques de pinos en la Columbia Británica y Alberta. Y, como resultado, estas áreas son más vulnerables a los incendios forestales.
En lugar de actuar como un sumidero de CO2, el aumento de la mortalidad de los árboles ha convertido a los bosques de Canadá en una gran fuente neta de producción de dióxido de carbono atmosférico. Que es emitido por la madera quemada o en descomposición de los árboles muertos.
Estudiando escarabajos
Los investigadores de la Universidad de Alberta estudiaron el rendimiento de vuelo del escarabajo del pino de montaña desde una perspectiva entomológica y de mecánica de fluidos. Comprender estos aspectos del vuelo del insecto podría mejorar las estimaciones de su propagación por el medio ambiente. Lo que ayudaría a preservar los bosques de pinos.
Para examinar el vuelo de los insectos, el equipo empleó un tipo de modelo utilizado anteriormente para crear perfiles aerodinámicos idealizados. Demostraron que se puede aplicar con éxito a múltiples animales individuales según el sexo biológico, la edad del insecto y el tamaño corporal. Al hacerlo, el modelo puede predecir cómo estos factores afectan las características del vuelo.
«Descubrimos que hay una agrupación adimensional de velocidad y amplitud de batir de alas que puede predecir el empuje producido por un insecto. Y que esta agrupación puede mejorar drásticamente nuestra capacidad para determinar los factores que afectan el rendimiento del vuelo en los insectos», dijo la autora Zahra Hajati.
Después de observar varios insectos, cada uno con su propia forma de ala ligeramente diferente (incluidos algunos con daños en las alas), edad y tamaño, el equipo encontró diferencias por grupo. Los escarabajos hembra pueden tener una mayor resistencia al vuelo que los machos. Y los escarabajos más jóvenes volaban con menos empuje que los de otras edades.
CRÉDITO: Jaime G Wong
Nuevas vías de investigación entomológica
“Este modelo abre nuevas vías para la investigación entomológica. Proporcionando un medio para mejorar drásticamente los niveles de confianza estadística para los estudios de dispersión de insectos”, dijo Hajati.
Para que el modelo de perfil aerodinámico funcionara, los investigadores tuvieron que modificarlo para tratar con el ala 3D de un insecto en lugar de la clásica forma de lágrima de un perfil aerodinámico idealizado. Sorprendentemente, la principal diferencia entre los perfiles aerodinámicos idealizados y las pequeñas alas reales fue la influencia relativa de la viscosidad, siendo los insectos más sensibles que el caso idealizado.
«Cuando trazamos el modelo contra el empuje producido por los insectos, estábamos preparados para ver una nube de puntos dispuestos aproximadamente en una línea. Por lo que estábamos muy emocionados de ver una línea tan recta a través de nuestros datos», dijo Hajati. «Nos sorprendió en cuán linealmente las fuerzas escalaron con el movimiento del ala”.
Los aleteos individuales son de aproximadamente una centésima de segundo cada uno. Y los investigadores observaron las fuerzas generadas por los insectos en el transcurso de unos pocos aleteos. Sin embargo, en la naturaleza, los insectos pueden volar varias horas durante los vuelos de dispersión.
En el futuro, el equipo planea relacionar la escala de la generación de fuerza y el consumo de energía de ala a ala con la distancia a la que los insectos pueden dispersarse en vuelos completos. Paradoja: el escarabajo de pino podría salvar los bosques.
Referencia: El artículo “Escalado del número de Strouhal y Reynolds de la producción de fuerza en el escarabajo del pino de montaña” está escrito por Zahra Hajati, Antonia Musso, Zachary Weller, Maya Evenden y Jaime G. Wong. Se publicó en Physics of Fluids.
